بخشی از مقاله
چکیده
برج تقطیر دیوار میانی یکی از انواع برج هاي کوپل گرمایی است که در سال هاي اخیر براي جداسازي مخلوط هاي چند جزیی مورد توجه قرار گرفته است. در ساختار این برج یک دیواره وجود دارد که برج را به دو قسمت پیش جداساز و برج اصلی تقسیم می کند و باعث می شود که از پدیده نامطلوب Remixing براي جزء میانی جلوگیري کند برج تقطیر دیوار میانی از نظر ترمودینامیکی معادل با برج پتلیوك است، از این رو براي بدست آوردن پارامترهاي طراحی و شبیه سازي برج پتلیوك با استفاده از نرم افزارهاي موجود، باید این برج به برج هاي ساده تر تقسیم شود.
براي به دست آوردن پارامترهاي اولیه از روش میانبر استفاده میشود. در این مقاله طراحی و شبیه سازي یک برج پتلیوك براي خالص سازي واحد 1و3بوتادین انجام شده است. شبیه سازي این برج با استفاده از نرم افزار ASPEN PLUS صورت گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازي نشان می دهد که با جایگزینی این برج با دو برج معمولی در واحد خالص سازي 1و3بوتادین پتروشیمی امیرکبیر، میزان بار حرارتی چگالنده و جوش آور به میزان قابل توجهی کاهش یافته است که در نتیجه باعث کاهش در هزینه عملیاتی میگردد.
ایده برج دیوار میانی توسط Wright درسال 1949 منتشرشد.کمبود در روش طراحی، آنالیز عملیاتی و شاید ارزانی انرژي باعث شد که حدود 36 سال بعد اولین کاربرد صنعتی این نمونه برج در سال 1985در شرکتBASF انجام شود .[1] ویژگی منحصر به فرد این برج وجود دیواري است که فضاي داخلی برج را به دو قسمت خوراك و جریان جانبی تقسیم می کند. این دیواره از اختلاط طرف خوراك و جریان جانبی جلو گیري میکند .
مطالعات تئوري نشان داده است که به طور متوسط حدود 30 الی %50 کاهش هزینه انرژي در مقایسه با چینش هاي معمولی داریم.برج دیوار میانی باعث کاهش هزینه ي عملیاتی و سرمایه گذاري اولیه می شود و همچنین نشر گازهاي گلخانه اي کاهش میابد و در نتیجه کاهش دما نیاز به آب خنک کننده در کندانسور را کاهش می دهد. امروزه برج دیوار میانی به یک تکنولوژي پذیرفته شده تبدیل شده است که تا کنون تعدادي بالغ بر 100 نمونه از آن در سراسر دنیا نصب شده است و در آینده اي نزدیک برج دیوار میانی در صنایع فرایند شیمیایی - CPI - به عنوان یک تقطیر استاندارد معرفی خواهد شد [4]
-2شبیه سازي برج هاي دیوار میانی
تا به حال مدل استاندارد برج دیوار میانی به عنوان یک بسته نرم افزاري ارائه نشده است، بنابراین این برج ها را به برج هاي معمولی تجزیه میکنند. براي شبیه سازي برج دیوار میانی چندین مدل معرفی شده است که هر کدام مزیت ها و معایبی دارد که عبارتند از:
-1-2 مدل پمپ جانبی:
در این مدل قسمت هاي مختلف برج دیوار میانی به طور عمودي در بالاي یکدیگر قرار می گیرندو تماس مایع و بخار با استفاده از پمپ هاي جانبی تنظیم می شود. این مدل از نظر محاسباتی ساده تر و آسان تر در مقایسه با مدل هاي دیگر است زیرا شامل تنها یک برج براي شبیه سازي میباشد. اما در همگرایی شبیه سازي این مدل مشکلاتی به وجود می آید زیرا در دو نقطه برج کل بخار و مایع از برج بیرون کشیده می شود که در شکل 3 نمایش داده شده است .[5]
-2-2 مدل دو ستون:
در این مدل قسمت پیش جدا ساز و اصلی به دو برج ساده تجزیه میشود. چندین چینش دو ستون موجود است که از نظر ترمودینامیکی با برج دیوار میانی برابر است. که دو نمونه از آن در شکل 4 نشان داده شده است. این دو پیکر بندي از نظر زمان همگرایی و نتایج تفاوتی با هم ندارند اما براي راه اندازي، این مدل نسبت به مدل پمپ جانبی آسان تر و از نظر انعطاف پذیري بهتر است .[6]
